【正文】 ：（1）搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如30秒）。（2）設(shè)置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)S，該開關(guān)由主持人控制?？紤]到依需設(shè)定限時(shí)回答的功能，利用89S51單片機(jī)及外圍接口實(shí)現(xiàn)的搶答系統(tǒng)，利用單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器定時(shí)和記數(shù)的原理，將軟、硬件有機(jī)地結(jié)合起來，使得系統(tǒng)能夠正確地進(jìn)行計(jì)時(shí)，同時(shí)使數(shù)碼管能夠正確地顯示時(shí)間。因此設(shè)計(jì)一更易于使用和區(qū)分度高的搶答器成了非常迫切的任務(wù)。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）題 目： 基于51單片機(jī)的搶答器設(shè)計(jì) 院 （系）： 專 業(yè)： 班 級： 學(xué)生姓名： 　 導(dǎo)師姓名： 職稱： 目 錄第一章 搶答器的概述 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的功能 搶答器需求分析 搶答器的工作原理第二章 單片機(jī)的功能簡介 89系列單片機(jī)的概述 AT89S51的功能 TA89S51特殊功能寄存器 AT89S51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)第三節(jié) 硬件電路的設(shè)計(jì) 總電路原理 時(shí)鐘頻率電路的設(shè)計(jì) 復(fù)位電路的設(shè)計(jì) 復(fù)位電路的可靠性設(shè)計(jì) 人工復(fù)位 顯示電路的設(shè)計(jì) 控制電路的實(shí)現(xiàn) 發(fā)聲 系統(tǒng)復(fù)位第四章 軟件設(shè)計(jì) 軟件任務(wù)分析 顯示子程序的設(shè)計(jì) 定時(shí)器T0、T1中斷服務(wù)程序的設(shè)計(jì) 搶答器處理程序的設(shè)計(jì) 主程序及分析第五章 元器件及焊接調(diào)試第六章 設(shè)計(jì)小結(jié)致謝參考文獻(xiàn)摘現(xiàn)在單片機(jī)已進(jìn)入各個領(lǐng)域，以其功耗小、智能化而著稱，所以若利用單片機(jī)來設(shè)計(jì)搶答器，本文設(shè)計(jì)出以AT89S51單片機(jī)為核心的八路搶答器。用開關(guān)做鍵盤輸出，揚(yáng)聲器發(fā)生提示。（3）搶答器具有鎖存與顯示功能。當(dāng)主持人啟動開始鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)。搶答限定時(shí)間和回答問題的時(shí)間可是在1～99s設(shè)定。 搶答的工作過程圖24搶答器電路表21 74LS148的功能真值表如果想調(diào)節(jié)搶答時(shí)間或答題時(shí)間,按加一鍵或減一鍵進(jìn)入調(diào)節(jié)狀態(tài),此時(shí)會顯示現(xiàn)在設(shè)定的搶答時(shí)間或回答時(shí)間值,如想加一秒按一下加1s鍵,如果想減一秒按一下減1s鍵，時(shí)間LED上會顯示改變后的時(shí)間，調(diào)整范圍為0~99s, 0s時(shí)再減1s會跳到99，99s時(shí)再加1s會變到0s。 搶答器的工作原理及流程搶答器的基本工作原理:在搶答競賽或呼叫時(shí)[2]，有多個信號同時(shí)或不同時(shí)送入主電路中，搶答器內(nèi)部的寄存器工作，并識別、記錄第一個號碼，同時(shí)內(nèi)部的定時(shí)器開始工作，記錄有關(guān)時(shí)間并產(chǎn)生超時(shí)信號。有些文獻(xiàn)甚至也將8051 泛指MCS51 系列單片機(jī)，8051 是早期的最典型的代表作，由于MCS51 單片機(jī)影響極深遠(yuǎn)，許多公司都推出了兼容系列單片機(jī)，就是說MCS51 內(nèi)核實(shí)際上已經(jīng)成為一個8 位單片機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。89S51就是在這樣的背景下取代89C51 的，現(xiàn)在，89S51 目前已經(jīng)成為了實(shí)際應(yīng)用市場上新的寵兒，作為市場占有率第一的Atmel 目前公司已經(jīng)停產(chǎn)AT89C51，將用AT89S51 代替。如果市場需要，Atmel當(dāng)然也可以再恢復(fù)生產(chǎn)AT89C51。他將通用CPU和在線可編程Flash集成在一個芯片上，形成了功能強(qiáng)大、使用靈活和具有較高性能性價(jià)比的微控制器。這些寄存器的名稱和地址見表22。CPU主要功能是產(chǎn)生各種控制信號，控制存儲器、輸入/輸出端口的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算以及位操作處理等，CPU按其功能可分為運(yùn)算器和控制器兩部分。外部定時(shí)元件復(fù)位中斷電源系統(tǒng)時(shí)鐘ROMCPU定時(shí)/計(jì)數(shù)器串行I/O口并行I/O口RAM圖23 AT89S51單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖為了提高數(shù)據(jù)處理和位操作功能，片內(nèi)增加了一個通用寄存器B和一些專用寄存器，還增加了位處理邏輯電路的功能[3]。在設(shè)計(jì)硬件電路時(shí)，要考慮到將來修改擴(kuò)展的方便。如果系統(tǒng)配置了外部RAM，則建議多留一些空間。(5) I/O端口：在樣機(jī)研制出來后進(jìn)行現(xiàn)場試用時(shí)，往往會發(fā)現(xiàn)一些被忽視的問題，而這些問題不是靠單純的軟件措施來解決的。 時(shí)鐘頻率電路的設(shè)計(jì)時(shí)鐘電路是計(jì)算機(jī)的心臟，它控制著計(jì)算機(jī)的工作節(jié)奏。為了提高整個系統(tǒng)的性能我選擇了12MHz的晶振。在我的這個設(shè)計(jì)中沒有也無需與外部時(shí)鐘信號一致，所以我選擇了內(nèi)部振蕩方式，由于單片機(jī)內(nèi)部有一個高增益反相放大器，當(dāng)外接晶振后，就構(gòu)成了自激振蕩器并產(chǎn)生振蕩時(shí)鐘脈沖。 圖32時(shí)鐘電路的設(shè)計(jì),只需要外接一個振蕩源就能產(chǎn)生一定的時(shí)鐘信號送到單片機(jī)內(nèi)部的各個單元,決定單片機(jī)的工作速度。二是對振蕩器的頻率進(jìn)行微調(diào)。如時(shí)鐘頻率為12MHz,即fosc=12MHz,則時(shí)鐘周期為1/12181。只要 RST保持高電平，則MCS51循環(huán)復(fù)位。使器件復(fù)位，只要RST保持高電平，MCS51保持復(fù)位狀態(tài)。在RST復(fù)位端接一個電容至VccHE 一個電阻至Vss，就能實(shí)現(xiàn)上電自動復(fù)位，對于CMOS單片機(jī)只要接一個電容至Vcc即可。RC時(shí)間常數(shù)越大，上電時(shí)RST端保持高電平的時(shí)間越長。 顯示電路的設(shè)計(jì)顯示功能與硬件關(guān)系極大，當(dāng)硬件固定后，如何在不引起操作者誤解的前提下提供盡可能豐富的信息，全靠軟件來解決。另一方面，在操作者沒有進(jìn)行操作時(shí)，顯示內(nèi)容也是變化的，如顯示現(xiàn)場各物理量的變化情況。一種比較妥善的辦法是只讓一處調(diào)用顯示模塊，其他各處均不得直接調(diào)用顯示模塊，但有權(quán)申請顯示。當(dāng)監(jiān)控程序（鍵盤解釋程序）安排在時(shí)鐘中斷子程序中時(shí)，處理比較方便，只要在監(jiān)控程序的匯合處調(diào)用顯示模塊就可以了。這時(shí)各功能模塊在提出顯示申請時(shí)，還需要將顯示內(nèi)容按需要的格式送入顯示緩沖區(qū)中。這時(shí)就不必?fù)?dān)心其他前臺模塊來打擾了，就可以得到一次完整的顯示機(jī)會。并通過查表法，將其在數(shù)碼管上顯示出來，其中P0口為字型碼輸入端，P2口低3位為字選段輸入端。關(guān)于鍵盤硬件電路的設(shè)計(jì)方法也可以在文獻(xiàn)和書籍中找到，配合各種不同的硬件電路，這些書籍中一般也提供了相應(yīng)的鍵盤掃描程序。其次就是消除在按鍵過程中產(chǎn)生的“毛刺” 現(xiàn)象。如果監(jiān)控程序中的讀鍵操作安排在主程序（后臺程序）或鍵盤中斷（外部中斷）子程序中，則該延時(shí)子程序便可直接插入讀鍵過程中。從實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)位的方法來看，系統(tǒng)復(fù)位可分為硬件復(fù)位和軟件復(fù)位。但是，硬件復(fù)位還能自動清除中斷激活標(biāo)志，使中斷系統(tǒng)能夠正常工作，這樣一個事實(shí)卻容易為不少編碼人員所忽視。有的編程人員用020000（LJMP 0000H）作為軟件陷阱，認(rèn)為直接轉(zhuǎn)向0000H地址就完成了軟件復(fù)位，就是這類錯誤的典型代表。前文各處提案到的出錯處理程序ERR主要完成這一功能，其他的善后工作交由復(fù)位后的系統(tǒng)去完成。復(fù)位關(guān)中斷，設(shè)定堆棧上電標(biāo)志冷啟自檢全面初始化熱啟動恢復(fù)被破壞的信息部分初始化建立上電標(biāo)志開始運(yùn)轉(zhuǎn)為了使系統(tǒng)能正確決定采用何種啟動方式，常用上電標(biāo)志來區(qū)分，如圖36所示。這兩類軟件的設(shè)計(jì)方法各有特色，執(zhí)行軟件的設(shè)計(jì)偏重算法效率，與硬件關(guān)系密切，千變?nèi)f化。首先根據(jù)系統(tǒng)功能和鍵盤設(shè)置選擇一種最適合的監(jiān)控程序結(jié)構(gòu)。整個系統(tǒng)軟件可分為后臺程序（背景程序）和前臺程序。查表顯示程序,利用P0口做段選碼口輸出/P2低三位做位選碼輸出,MOV A,R3MOVC A,A+DPTRMOV P2,0feHMOV P0,AACALL DELAYMOV DPTR,DAT2MOV A,R5MOVC A,A+DPTRMOV P2,0fdHMOV P0,AACALL DELAYMOV A,R4MOVC A,A+DPTRMOV P2,0fbHMOV P0,AACALL DELAYRETDAT1:DB 00h,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,00H,71HCPL 。 RETI搶答時(shí)間R2送R6MOV R3,01HCLR OK。MOV A,R2MOV R6,AMOV R3,04HCLR OKAJMP COUNTTRUE5:MOV A,R2MOV R6,AMOV R3,06HCLR OKAJMP COUNTTRUE7:MOV A,R2MOV R6,AMOV R3,08HCLR OKAJMP COUNT 程序及分析單片機(jī)控制8路搶答器程序OK EQU 20H。ORG 0000HORG 000BHORG 001BH MOV R1,30。 MOV R2,60。 MOV TMOD,11H。 MOV TH0,0F0H越高發(fā)聲頻率越高,越尖 SETB ET1一開始就運(yùn)行定時(shí)器,重置TH1/TL1就可以了。ACALL DISPLAY。按鍵發(fā)聲 MOV A,R1搶答只顯示計(jì)時(shí),滅號數(shù)進(jìn)入倒計(jì)時(shí)程序,查詢有效搶答的程序在COUNT里面NEXT: JNB ,FALSE3 JNB ,TZ1=====非法搶答處理程序=====FALSE1: ACALL BARK。 AJMP ERRORFALSE2: ACALL BARKMOV R3,02H AJMP ERRORFALSE6: ACALL BARKMOV R3,06H,如按下跳到DECO JNB ,BACK0。 AJMP INT0SUBINC0: INC R1 MOV A,R1如果R1為0, R1就置99， AJMP INT0SUBBACK0: DIV ABMOV R5,A JNB ,INC1 ACALL DELAY1AJMP INT1SUBADD1: AJ